KR100688624B1 - Nozzle tip of bunner - Google Patents
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Abstract
본 발명은 중앙에 연료분배관으로부터 로내로 방출되는 미분연료와 공기의 혼합물이 통하는 제 1통로를 갖는 내부셀과, 상기 내부셀과의 사이에 공기도관으로부터 유입되는 2차공기를 로내로 방출하기 위한 제 2통로를 갖도록 내부셀의 외부에 격리되게 설치되는 외부셀과, 상기 내부셀의 내부에 제 1통로를 구획하게 설치되는 하나 이상의 중앙배플과, 상기 제 2통로를 구획하게 설치되는 하나 이상의 외곽배플로 구성된 미분연료 버너의 노즐팁에 있어서;The present invention provides an inner cell having a first passage through which a mixture of fine fuel and air discharged into a furnace from a fuel distribution pipe and a secondary air introduced from an air conduit between the inner cells and into the furnace. An outer cell installed to be isolated outside the inner cell so as to have a second passage for the at least one central baffle installed to partition the first passage inside the inner cell, and at least one installed to partition the second passage In the nozzle tip of the fine fuel burner configured as an outer baffle;
상기 노즐팁을 전방 노즐팁과 후방 노즐팁으로 분할 제작하되, 전방 노즐팁은 주조에 의해 제작하면서 그 전후길이가 노즐팁 전체 전후길이의 1/3이 되게 한 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 미분연료 버너의 노즐팁에 관한 것이다.The nozzle tip is produced by dividing the nozzle tip into the front nozzle tip and the rear nozzle tip, wherein the front nozzle tip is produced by casting, and the front and rear lengths are 1/3 of the total length of the nozzle tip. The nozzle tip of the burner.
화력발전소, 버너, 노즐팁Thermal power plant, burner, nozzle tip
Description
도 1은 미분연료연소용 보일러의 구성도1 is a configuration diagram of a boiler for fine fuel combustion
도 2는 접선분사방식을 보인 도면2 is a view showing a tangential injection method
도 3은 연료-공기주입장치의 설치상태도(사시도)3 is an installation state diagram of a fuel-air injection device (perspective view)
도 4는 연료-공기주입장치의 설치상태도(단면도)4 is a state diagram (fuel cross section) of the fuel-air injection device
도 5는 노즐팁의 열변형 상태도5 is a thermal deformation state of the nozzle tip
도 6은 분리형 노즐팁의 구성도(사시도)6 is a schematic view (perspective view) of a detachable nozzle tip
도 7은 분리형 노즐팁의 구성도(단면도)7 is a schematic view (section view) of the detachable nozzle tip
도 8은 본 발명에 따른 분리형 노즐팁의 사시도8 is a perspective view of a detachable nozzle tip according to the present invention;
도 9는 본 발명에 따른 분리형 노즐팁의 결합 사시도9 is a perspective view of the combination of the detachable nozzle tip according to the present invention
도 10은 본 발명에 따른 분리형 노즐팁에 냉각파이프가 설치된 상태도10 is a state in which the cooling pipe is installed in the detachable nozzle tip according to the invention
도 11은 냉각파이프위에 메시가 설치된 상태도11 is a state in which the mesh is installed on the cooling pipe
도 12는 메시위에 내화물이 도포된 상태도12 is a state in which the refractory is applied on the mesh
도 13은 도 12의 Ⅰ-Ⅰ선 단면도13 is a cross-sectional view taken along the line II of FIG.
도 14는 도 12의 Ⅱ-Ⅱ선 단면도14 is a cross-sectional view taken along the line II-II of FIG. 12.
도 15는 도 12의 Ⅲ-Ⅲ선 단면도15 is a cross-sectional view taken along the line III-III of FIG.
[도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명][Description of Symbols for Main Parts of Drawing]
2c-1 : 내부셀 2c-2 : 외부셀2c-1:
10 : 노즐팁 11 : 전방 노즐팁10: nozzle tip 11: front nozzle tip
12 : 후방 노즐팁 ℓ : 노즐팁의 전후길이12: rear nozzle tip l: front and rear length of nozzle tip
13 : 냉각파이프 14 : 내화물13: cooling pipe 14: refractory
본 발명은 화력발전소용 미분연료 버너용 노즐팁에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 노즐팁을 전후반부로 분할 제작하면서 특히 전반부의 노즐팁은 주조(casting)에 의해 제작하되 주조작업의 용이성을 위해 전체 노즐팁 길이의 1/3이되게 제작한 것과, 노즐팁의 전반부를 주조함에 있어서 그 두께를 주조에서 시행할 수 있는 최소두께인 6~10mm가 되도록 하므로써 노즐팁의 상하회전에 대한 부하발생을 최소화되게 한 것과, 노즐팁의 전반부를 열변형 방지를 위해 내열주강으로 제작한 것에 특징을 갖는 미분연료 버너의 노즐팁에 관한 것이다.The present invention relates to a nozzle tip for a differential fuel burner for a thermal power plant, and more particularly, while the nozzle tip is divided into front and rear parts, in particular, the nozzle tip of the first half is manufactured by casting, but for ease of casting operation. Minimize load on vertical rotation of nozzle tip by making 1/3 of nozzle tip length and making the thickness of 6 ~ 10mm, the minimum thickness that can be applied in casting in casting the first half of nozzle tip And a nozzle tip of a fine fuel burner characterized in that the first half of the nozzle tip is made of heat-resistant cast steel to prevent thermal deformation.
주지하다시피 석탄화력발전소는 미분기(pulverizer)에서 미세하게 분말화된, 즉 미분화된 석탄분(pulverized coal)을 도관을 통해 공급하고, 이 공급된 석탄분을 댐퍼(damper)에서 공기와 일정비율로 혼합하여 보일러(B)의 로(furnace)(1)내로 투입함과 함께 연소시켜 수관속의 물을 증기화시키고, 이 증기화된 수증기로 터빈을 회전시켜 발전을 행하게 된다(도 1참조).As is well known, coal-fired power plants supply finely powdered, pulverized coal, in pulverizers through conduits, and supply this coal to the air at a constant rate in a damper. The mixture is introduced into the
이때, 증기발생로(1)에서 탄과 같은 미분연료를 연소시키는 일반적인 방법중의 하나로 주지된 접선분사방식이 이용되고 있다. 이 접선분사방식은 도 2에서와 같이 4각형 로(1)의 각 코너에 위치하는 연료-공기주입장치(2)로부터 방출되는 연료-공기류가 로 중심부의 가상원(C)을 향해 접선방향으로 분사되면서 로(1)내에 화염을 형성시키는 방식을 일컫는다.At this time, a tangential injection method known as one of the general methods for burning fine fuel such as carbon in the
상기 연료-공기주입장치(2)는 도 3 및 도 4에서와 같이 공기에 혼합된 미분탄을 로(1)에 보내는 연료분배관(2a)과, 공기를 부수적으로 로에 보내는 연료분배관을 둘러싸고 있는 공기도관(2b) 및 연료분배관의 출구단부에 상·하 회전식으로 설치되는 상하방향으로 배열된 수 개의 노즐팁(2c)으로 구성된다.The fuel-air injection device (2) surrounds a fuel distribution pipe (2a) for sending pulverized coal mixed with air to the furnace (1), and a fuel distribution pipe for sending air to the furnace as shown in FIGS. 3 and 4. It consists of
상기 노즐팁(2c)의 전형적인 형태는, 도 4에서와 같이 서로 격리된 관계에서 축방향으로 배치된 내부셀(2c-1)과 외부셀(2c-2)을 포함하며, 연료분배관으로부터 로내로 방출되는 미분연료와 공기의 혼합물이 통하는 내부셀내의 제 1유로(2c-3)와, 공기도관으로부터 로내로 방출되는 2차공기를 통하여 내부셀과 외부셀 사이의 환상 공간내의 제 2유로(2c-4)로 구성되어 진다. 또한, 내부셀(2c-1)의 내부에는 하나 또는 그 이상의 배플(2c-5)이 배치되어 내부셀을 통해 방출되는 석탄-공기기류에 부가적인 방향력을 가하고 특히 노즐이 증기온도 제어를 위해 수평으로부터 경사졌을 때 석탄-공기기류를 균일하게 분배하기 위해 길이방향축(s)에 대해 평행하게 배치된다.A typical configuration of the
이러한 노즐팁(2c)을 사용하는데 따른 중요한 문제점은 약 1000℃에 이르는 보일러의 내부온도 및 복사열에 의한 열변형의 문제점이 가장 심각하다. 특히 노즐팁의 전반부와 후반부가 일체형으로 되는 경우에는 전반부의 팁은 열팽창을 하게 되는 반면, 후반부의 노즐팁은 이러한 열팽창을 구속하는 역할을 하게 되므로써 극심한 열응력이 전반부의 노즐팁에 발생하여, 손상에 약한 용접부의 균열 및 변형이 발생하게 된다.도 5는 상기한 노즐팁(2c)의 변형된 상태를 도시하고 있으며, 실제로는 도면에 도시된 것 보다 변형정도가 더 심하다.An important problem in using the nozzle tip (2c) is the problem of heat deformation due to the internal temperature and radiant heat of the boiler up to about 1000 ℃ is the most serious. In particular, in the case where the first half and the second half of the nozzle tip are integrated, the tip of the first half undergoes thermal expansion while the nozzle tip of the second half acts to restrain the thermal expansion, thereby causing extreme thermal stress on the nozzle tip of the first half. The cracks and deformations of the welded portion are weakened. Fig. 5 shows the deformed state of the
노즐팁(2c)이 전반부(2c')와 후반부(2c")로 분리되게 구성된 경우에는 도 6에서와 같이 노즐팁의 전후반부가 위아래의 패드(p)에 연결되어 있기 때문에 온도차에 의한 열팽창이 전반부의 노즐팁(2c')에서 일어날 지라도 패드이외는 전후반부 노즐팁(2c',2c")이 분리되어 있어서 전반부 노즐팁의 열팽창과 수축이 상대적으로 원활하기 때문에 일체형에 비해 열응력을 급감시킬 수 있으며, 이에 따라 열변형을 상당히 줄일 수 있게 된다. 아울러, 전반부 노즐팁(2c')이 변형될 경우에는 후반부 노즐팁(2c")은 그대로 둔 채 전반부 노즐팁 만을 교체하면 되므로 일체형 노즐팁에 비해 상당히 경제적인 장점을 갖는다.When the
하지만, 전반부의 노즐팁(2c')은 내부셀(2c-1)의 중앙 및 내부셀(2c-1)과 외부셀(2c-2) 사이가 각기 배플(2c-5)(2c-6)에 의해 용접되어 있는 관계로 이 용접부위에서의 열변형정도가 심각하여 수명이 길지 못하다. 따라서, 전반부 노즐팁(2c')의 교환주기가 짧은 문제점을 안고 있다.However, the
노즐팁을 교환하기 위해서는 화력발전설비의 가동을 정지시켜야 하기 때문에 가동중지에 따른 손실비용이 크다. 따라서, 이러한 가동중지로 인한 손실을 줄이기 위해 노즐팁의 교환주기를 대개 2년으로 잡고 있다. 그러나, 종래의 노즐팁은 설치후 1년정도가 경과되면 열변형이 발생되지만 가동중지로 인한 손실을 줄이기 위해 변형된 상태로 1년을 더 사용하게 되므로써 보일러의 효율이 저하되는 원인이 되고 있다.In order to replace the nozzle tip, the thermal power plant must be shut down. Therefore, the replacement period of the nozzle tip is usually set to two years to reduce the loss due to such downtime. However, the conventional nozzle tip is a thermal deformation occurs after a year or so after installation, but the use of a further one year in a deformed state to reduce the loss due to the downtime is causing the efficiency of the boiler.
더욱이, 기존의 노즐팁은 그 재질을 스테인레스강의 일종인 STS310S를 사용하고 있지만, 이 STS310S는 약 900℃까지는 내열성에 문제가 없지만 900℃가 넘어가면 변형되는 단점이 있으므로 약 1000℃에 이르는 보일러의 내부온도 및 복사열에는 견디지 못하고 변형되게 된다.Moreover, the conventional nozzle tip uses STS310S, which is a kind of stainless steel, but this STS310S has no problem of heat resistance up to about 900 ℃, but it deforms after 900 ℃. It will not withstand temperature and radiant heat and will deform.
이에, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 전반부의 노즐팁을 내마모 및 내열성이 강한 내열합금강을 이용하여 주조 제작하므로써 전반부 노즐팁의 내열성 및 내마모성을 향상시킨 것과; 주조작업의 용이성 확보를 위해 전반부 노즐팁의 길이를 노즐팁 전체길이의 약 1/3길이로 축소하고, 전반부 노즐팁의 두께를 주조에서 시행할 수 있는 최소한의 두께인 6~10mm가 되도록 한 것에 특징을 갖는 미분연료 버너의 노즐팁을 제공함에 있다.
Accordingly, the present invention has been made to solve the conventional problems as described above, the object of the present invention is to cast the nozzle tip of the first half using a heat-resistant alloy heat-resistant and heat-resistant, the heat resistance and wear resistance of the first half nozzle tip Improve the; In order to ensure the ease of casting operation, the length of the front nozzle tip is reduced to about 1/3 of the total length of the nozzle tip, and the thickness of the front nozzle tip is 6-10mm, which is the minimum thickness that can be applied in casting. It is to provide a nozzle tip of a fine fuel burner having a characteristic.
상기한 본 발명의 목적은,The object of the present invention described above,
중앙에 연료분배관으로부터 로내로 방출되는 미분연료와 공기의 혼합물이 통하는 제 1유로를 갖는 내부셀과, 상기 내부셀과의 사이에 공기도관으로부터 유입되는 2차공기를 로내로 방출하기 위한 제 2유로를 갖도록 내부셀의 외부에 격리되게 설치되는 외부셀과, 상기 내부셀의 내부에 제 1유로를 구획하게 설치되는 하나 이상의 중앙배플과, 상기 제 2유로를 구획하게 설치되는 하나 이상의 외곽배플로 구성된 미분연료 버너용 노즐팁에 있어서;An inner cell having a first flow path through which a mixture of fine fuel and air discharged into the furnace from the fuel distribution pipe in the center and a second air for discharging secondary air introduced from the air conduit between the inner cell into the furnace An outer cell installed to be isolated outside the inner cell so as to have a flow path, at least one central baffle to partition the first flow path inside the inner cell, and at least one outer baffle to partition the second flow path In the nozzle tip for the fine fuel burner configured;
상기 노즐팁을 전방 노즐팁과 후방 노즐팁으로 분할 제작하되, 전방 노즐팁은 주조에 의해 제작되면서 그 전후길이가 노즐팁 전체 전후길이의 1/3이 되게 한 것을 포함하는 것을 특징으로 한다.The nozzle tip is divided into a front nozzle tip and a rear nozzle tip, but the front nozzle tip is produced by casting, characterized in that the front and rear length including 1/3 so that the front and rear length of the entire nozzle tip.
이때, 상기 전방 노즐팁의 두께는 6~10mm인 것을 특징으로 한다.At this time, the thickness of the front nozzle tip is characterized in that 6 ~ 10mm.
또한, 상기 전방 노즐팁은 탄소 0.2~0.5(wt%)와, 실리콘 2.0(wt%)와, 망간 2.0(wt%)와, 인 0.04(wt%)와, 황 0.04(wt%)와, 니켈 11~14(wt%)와, 크롬 24~28(wt%)로 구성된 내열합금강으로 주조된 것을 특징으로 한다.In addition, the front nozzle tip is carbon 0.2 ~ 0.5 (wt%), silicon 2.0 (wt%), manganese 2.0 (wt%), phosphorus 0.04 (wt%), sulfur 0.04 (wt%),
또한, 상기 전방 노즐팁은 탄소 0.35~0.70(wt%)와, 실리콘 2.5(wt%)와, 망간 2.0(wt%)와, 인 0.04(wt%)와, 황 0.04(wt%)와, 니켈 33~37(wt%)와, 크롬 15~19(wt%)로 구성된 내열합급강으로 주조할 수도 있다.In addition, the front nozzle tip is 0.35 to 0.70 (wt%), silicon 2.5 (wt%), manganese 2.0 (wt%), phosphorus 0.04 (wt%), sulfur 0.04 (wt%), nickel It may be cast from a heat-resistant alloy steel composed of 33 to 37 (wt%) and
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 8은 본 발명에 따른 분리형 노즐팁의 사시도이고, 도 9는 본 발명에 따른 분리형 노즐팁의 결합 단면도이며, 도 10은 본 발명에 따른 분리형 노즐팁에 냉각파이프가 설치된 상태도이고, 도 11은 냉각파이프위에 메시가 설치된 상태도이며, 도 12는 메시위에 내화물이 도포된 상태도이고, 도 13은 도 12의 Ⅰ-Ⅰ선 단면도이며, 도 14는 도 12의 Ⅱ-Ⅱ선 단면도이고, 도 15는 도 12의 Ⅲ-Ⅲ선 단면도를 나타내고 있다.8 is a perspective view of the detachable nozzle tip according to the present invention, FIG. 9 is a cross-sectional view of the detachable nozzle tip according to the present invention, FIG. 10 is a state diagram in which a cooling pipe is installed on the detachable nozzle tip according to the present invention, and FIG. 12 is a state diagram in which a mesh is installed on a cooling pipe, FIG. 12 is a state diagram in which refractory is applied on a mesh, FIG. 13 is a cross-sectional view taken along line II of FIG. 12, FIG. 14 is a cross-sectional view taken along line II-II of FIG. 12, and FIG. A sectional view taken along the line III-III of FIG. 12 is shown.
본 발명은 중앙에 연료분배관으로부터 로내로 방출되는 미분연료와 공기의 혼합물이 통하는 제 1유로(2c-3)를 갖는 내부셀(2c-1)과, 상기 내부셀과의 사이에 공기도관으로부터 유입되는 2차공기를 로내로 방출하기 위한 제 2유로(2c-4)를 갖도록 내부셀의 외부에 격리되게 설치되는 외부셀(2c-2)과, 상기 내부셀의 내부에 제 1유로를 구획하게 설치되는 하나 이상의 중앙배플(2c-5)과, 상기 제 2유로를 구획하게 설치되는 하나 이상의 외곽배플(2c-6)로 구성된 미분연료 버너용 노즐팁으로부터,The present invention relates to an inner cell (2c-1) having a first flow passage (2c-3) through which a mixture of fine fuel and air discharged into a furnace from a fuel distribution pipe in the center thereof, and from an air conduit between the inner cells. An
상기 노즐팁(10)을 전방 노즐팁(11)과 후방 노즐팁(12)으로 분할 제작하되, 전방 노즐팁(11)은 주조에 의해 제작되면서 그 전후길이가 노즐팁 전체 전후길이(ℓ)의 ℓ/3이 되게 한 것을 첫번째 특징으로 한다.(기존에는 약 ℓ/2이 였음:도 9에서 점선부위가 기존의 전방 노즐팁과 후방 노즐팁의 경계부위임)The
이렇게 전방 노즐팁(11)의 길이를 제한하는 이유는 주조의 한계성 때문이다. 주조의 정밀도를 높이기 위해서는 그 길이와 두께를 적정하게 제한해야 한다. 그런 이유에서 전방 노즐팁의 길이를 제한하는 것이며, 그 적정의 한계치가 노즐팁 전체길이의 약 ℓ/3인 것이다. 또한, 노즐팁(10)에 있어서 열변형이 가장 활발하게 일어나는 부분이 전방의 ℓ/3지점이므로 이러한 의미에서도 ℓ/3이라는 길이의 제한치는 중요하다고 볼 수 있다.The reason for limiting the length of the
이때, 상기 ℓ은 통상적으로 약 440mm이므로 ℓ/3은 약 147mm가 되는 셈이다. 따라서, 전방 노즐팁(11)의 길이범위는 오차를 감안하여 약 150mm를 넘지 않아야 할 것이다. In this case, since the l is typically about 440 mm, the l / 3 is about 147 mm. Therefore, the length range of the
만약의 경우, 노즐팁 전체길이(ℓ)가 440mm를 훨씬 상회하는 경우에는 전방 노즐팁(11)의 길이를 ℓ/3로 하지 말아야 한다. 예를 들어, ℓ이 600mm라고 가정한다면 이의 ℓ/3은 200mm가 될 것이므로 앞서 설명된 바 있듯이 양호한 주조를 위한 한계길이인 150mm를 넘게된다. 따라서, ℓ이 440mm를 훨씬 넘는 경우에는 ℓ/3이라는 공식을 적용할 수 없는 것이다.If the total length of the nozzle tip (l) far exceeds 440mm, the length of the
한편, 전방 노즐팁(11)의 두께는 6~10mm 범위이내이어야 하는데, 그 이유도 앞서 설명된 바 있듯이 양호한 주조를 위한 것이다. 이를 도표를 통해 살펴보면 (표 1)과 같다.On the other hand, the thickness of the
(표 1) (단위:mm)Table 1 (Unit: mm)
(※ 표 1에서 100~3200mm는 주물의 길이를 나타내며, 아래의 2.5~25는 주물의 길이에 대한 적정의 두께를 나타낸 것이다)(In Table 1, 100 ~ 3200mm is the length of casting, and below 2.5 ~ 25 is the thickness of titration for casting length.)
상기 (표 1)에서와 같이 본 발명의 전방 노즐팁의 재질은 후술하겠지만 내열합금강이면서 크롬니켈계이므로 전방 노즐팁(11)의 길이(약 440mm)를 감안한다면 그 두께 범위는 6 ~ 10mm 범위가 되어야 한다. 만약 이 두께 범위이하가 된다면 용탕주입이 불가능하여 제대로된 노즐팁 형상의 주조가 어려워 불량품이 양산될 것이며, 반대로 이 두께 범위 이상이 되면 전방 노즐팁 자체의 자중이 무거워져 노즐팁이 상하동작됨에 있어서 큰 부하가 예상되므로 바람직하지 않다.As shown in Table 1, the material of the front nozzle tip of the present invention will be described later, but considering the length (about 440 mm) of the
한편, 상기한 전방 노즐팁(11)의 재질은 열과 부식에 강한 내열주강(耐熱鑄鋼)으로 된다. 아래의 (표 2)에서와 같이 내열주강, 즉 스테인레스강의 종류는 10가지로 구분되는데, 각기 화학성분비가 다르게 나타난다.On the other hand, the material of the
(표 2)Table 2
본 발명에서의 전방 노즐팁(11)은 (표 2)의 SCH13과 SCH15중 어느 하나를 선택하려 하는데, 선택의 기준은 니켈(Ni)의 함량에 주안점을 둔다. 즉, 니켈의 함량이 많을 수록 약 1000℃(보일러의 내부온도+복사열)에 달하는 열에 대한 내열강도가 강해지긴 하지만 그 반대급부로서 가격이 비싸지는 단점이 발생되는 바, 이를 고려해서 선정해야 한다.The
또한, 크롬(Cr)은 고온부식성을 개선하기 위하여 불가결한 요소이며, 분위기의 산소와 결합하여 Cr2O3피막을 형성하여 양호한 고온 내식성을 발휘한다. 1000℃를 초과하는 온도에서 크롬의 함량이 15중량(%) 미만인 경우에는 내식효과를 충분히 발휘하지 못하고 28중량(%)를 초과하는 경우에는 고온 내식성에 유해한 α-Cr층이 석출될 가능성이 있다. 따라서, 크롬의 함량비는 15~28중량(%) 범위 이내에서 이루어져야 할 것이다.In addition, chromium (Cr) is an indispensable element in order to improve high temperature corrosion resistance, and combines with oxygen in an atmosphere to form a Cr 2 O 3 film to exhibit good high temperature corrosion resistance. If the content of chromium is less than 15% by weight at temperatures exceeding 1000 ° C, the corrosion resistance may not be sufficiently exhibited. If it exceeds 28% by weight, the α-Cr layer, which is harmful to high temperature corrosion resistance, may precipitate. . Therefore, the content ratio of chromium should be made within the range of 15 to 28% by weight (%).
이외에도 본 발명의 내열합금 소재로 첨가되는 탄소(C)는 내식성의 관점으로부터 적은쪽이 바람직하나, 기계적강도 및 주조성을 향상시키는 작용이 있다. 그 때문에 탄소의 첨가비율은 최대 0.70중량(%)를 넘지 않아야 한다.In addition, the carbon (C) added to the heat-resistant alloy material of the present invention is preferably less from the viewpoint of corrosion resistance, but has the effect of improving the mechanical strength and castability. Therefore, the addition ratio of carbon should not exceed 0.70 weight (%) at maximum.
실리콘(Si)은 고온강도를 저하시키거나, 주조성 향상 및 내산화성 향상에 유 효한 원소이다. 주조성 향상에 효과를 발휘하는 2.00중량(%)를 최저함량으로 제한하였으며, 재료로서 강도보다는 내식성이 필요하게 되는 경우에는 실리콘의 함유량을 높여, 강도저하가 문제가 되지 않는 범위의 2.50중량(%)를 최고함량으로 제한하였다. 통상의 실리콘 첨가량은 0.3~1.0중량(%)정도이나, 내식성을 향상시키는데 바람직한 범위는 2.00~2.50중량(%)이다.Silicon (Si) is an effective element for lowering the high temperature strength or improving the castability and the oxidation resistance. 2.00 weight (%) which is effective in improving castability was limited to the minimum content, and when the corrosion resistance rather than strength is needed as the material, the content of silicon is increased to 2.50 weight (%) in the range where strength reduction is not a problem. ) To the highest content. Although the amount of normal silicone addition is about 0.3-1.0 weight%, the preferable range for improving corrosion resistance is 2.00-2.50 weight%.
망간(Mn)은 내산화성, 고온강도를 저하시키므로 다량의 첨가는 바람직하지 않으나, 주물로서 주조성을 높이고 탈산재,탈황재로서도 유효하다. 따라서 망간은 내산화성, 고온강도를 현저하게 저하시키지 않는 범위의 2.00중량(%)이하로 첨가하는 것이 바람직하다.Manganese (Mn) decreases oxidation resistance and high temperature strength, so that a large amount of addition is not desirable, but it is effective for casting as a casting and also as a deoxidizer and a desulfurizer. Therefore, it is preferable to add manganese below 2.00 weight% in the range which does not significantly reduce oxidation resistance and high temperature strength.
인(P)과 황(S)는 강중에 함유되는 불가피한 불순물로서, 과잉으로 포함되면 입계취화의 원인으로 된다. 이 때문에 그 상한을 0.040중량(%)로 했다. 인과 황의 함유량은 낮으면 낮을 수록 바람직하다.Phosphorus (P) and sulfur (S) are unavoidable impurities contained in steel, and when included excessively, it causes grain embrittlement. For this reason, the upper limit was made into 0.040 weight (%). The lower the content of phosphorus and sulfur, the more preferable.
한편, 도 10 내지 도 15에 도시된 바와 같이 상기한 전방 노즐팁(11)과 후방 노즐팁(12)의 표면에는 내열성을 강화하기 위해 냉각수단을 더 구비할 수도 있다. 이 냉각수단은 노즐팁(10)의 표면에 설치되는 냉각파이프(13)이다.Meanwhile, as shown in FIGS. 10 to 15, the surfaces of the
상기 냉각파이프(13)의 입구(13a)와 출구(13b)는 외부셀(2c-2)과 내부셀(2c-1)사이, 즉 제 2유로(2c-4)에 위치하게 되고, 나머지 부분은 외부셀(2c-2)의 바깥면에 위치하게 된다. 이는 제 2유로(2c-4)를 통해 분사되어지는 공기를 이용하여 전방 노즐팁(11)을 냉각하기 위한 것으로, 냉각파이프(13)의 입구(13a)를 통해 유입되는 공기가 외부셀(2c-2)의 외부 표면에 지그재그로 배열된 냉각파이프(13)를 통과하면서 열을 흡수하고, 열을 흡수한 공기는 냉각파이프(13)의 출구(13b)를 통해 다시 제 2유로(2c-4)로 분사되는 구조를 갖는다.The
또한, 냉각파이프(13)와 전방 노즐팁(11)을 고열로 부터 보호하기 위해 내화물(14)을 피복하게 되는데, 상기 내화물(14)을 피복하기 위해서는 외부셀(2c-2)의 외부 표면에 다수개의 앙카(15)를 고정시키고 메시망(16)을 결합시킨 다음 그 위에 내화물(14)을 부어 피복하게 된다. 상기 앙카(15)나 메시망(16)을 내화물이 떨어지거나 균열되는 것을 방지하기 위한 것이다. 이때, 상기 앙카(15)의 형상 및 규격은 노즐팁(10)의 크기와 작업현장의 위치에 따라서 "V,Y,BOLT" 형태의 다양한 앙카가 사용될 수 있다.In addition, the refractory 14 is coated to protect the cooling
따라서 노즐팁(10)의 제 1유로(2c-3)로부터 분사된 화염에 의해 가장 많이 복사열을 받게 되는 전방 노즐팁(11)이 내화물(14)과 냉각파이프(13)에 의해 보호됨으로써 보다 우수한 내열성과 내구성을 갖게 되는 것이다.Therefore, the
상기 내화물(14)은 보일러(B)의 연소시 발생되는 복사열로 인한 노즐팁(10)의 용접부 열변형을 최소화하기 위한 것으로, 이때 상기 내화물(14)의 재질은 내열성이 우수하고, 작업성이 용이한 알루미나시멘트, 마그네시아, 지르코니아 등의 재질을 갖는 내화물재가 적용됨이 바람직하다.The refractory 14 is to minimize the heat deformation of the welded portion of the
또한, 상기 전방 노즐팁(11)의 내부셀(2c-1) 양쪽 측면 및 상부와 하부에 각각 형성된 돌출턱(11a)과 중앙배플(2c-5)을 하드페이싱(hard facing)처리 하므로써 석탄분말과 에어의 강한 분사로 전방 노즐팁(11)의 내부셀(2c-1)이 마모에 의해 침식 및 손상되는 것을 방지하여 노즐팁(11)의 내구성 및 내마모성을 향상되게 하였 다. 이때 하드 페이싱은 약 3~6mm의 두께로 형성되며 재질은 스텔라이트계를 사용하였다. 이는 내마모 특성이 매우 우수하며, 마찰계수가 낮아 다른금속과 접촉하여도 큰 손상이 없고, 침식에 아주 뛰어난 특성을 지녔을 뿐만 아니라, 높은 온도에서도 고경도를 가지며 내부식성도 매우 좋아 내마모와 내부식성이 요구되는 부품에 탁월한 효과를 가지게 된다.In addition, the coal powder by hard facing the projection jaw (11a) and the central baffle (2c-5) formed on both sides and the upper and lower sides of the inner cell (2c-1) of the front nozzle tip (11) The strong injection of air and air prevented the
미 설명부호 11b는 전방 노즐팁(11)의 양측에 구비되되, 내부셀(2c-1)과 외부셀(2c-2)사이에 위치하는 고정축이고, 12a는 후방 노즐팁 전방 양측에 구비되어 상기 고정축(11b)이 상부로부터 끼움 결합되게 상부 개구형의 슬롯(12b)을 갖는 걸이판이다.
이상에서 설명된 바와 같이 본 발명은 전방 노즐팁을 주조에 의해 제작하면서도 그 재질을 내열합금으로 하므로써 내열성 및 내식성, 내마모성을 보다 향상시킴에 따라 수명연장에 기여되며, 또한 전방 노즐팁의 전후길이와 두께를 명확히 제한하므로써 주조작업의 양호성과 용이성을 확보할 수 있다.As described above, the present invention contributes to life extension by further improving heat resistance, corrosion resistance, and abrasion resistance by manufacturing the front nozzle tip by casting, and by using the material as a heat resistant alloy, and also front and rear lengths of the front nozzle tip and By clearly limiting the thickness, the goodness and ease of casting can be ensured.
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